秦巴山區由隴山余脈、秦嶺和巴山組成，為中生代末以來全面隆起的褶皺山地。地貌類型包括高山、高中山、中山、低山丘陵和盆地等，以中山地貌為主體，高峰林立，生物資源豐富，是亞熱帶林的資源寶庫。漢中盆地位于秦巴山區西部，是陜西主要的農業區之一，在我國歷史上最重大的意義是我國古代的天下糧倉，盛產糧食。目前水稻、油菜仍是主要的糧食作物，其中水稻種植面積達12萬hm2以上，占陜西水稻種植面積的93%以上。油菜種植面積約11.7萬hm2,占陜西油菜總面積的64.2%[1-2].
獨特的地理及氣候優勢，使該區域成為陜西省優質水稻和油菜的重點生產區。同時，水稻、油菜生產直接關系到該區域農業和農民增收。而農田施肥是保持土壤肥力和增加作物產量的重要環節之一。秦巴山區同時也是漢江的發源地，而漢江又是南水北調水源地[3],該區域農戶施肥現狀對農業面源污染的貢獻情況尚未詳細報道。因此，調查與研究秦巴山區主要農作物施肥狀況對該區域主要農作物生產和未來農業面源防治措施的建立都具有重要意義。目前有關秦巴山區農戶施肥狀況及存在問題的研究較少，只有王小英等[2]對2006年陜西測土配方施肥數據進行整理報道過。本研究利用近3年主要農作物施肥調查數據，對秦巴山區主要農作物施肥狀況進行綜合評估分析，旨在全面了解近年來秦巴山區農戶對作物管理水平、施肥現狀及存在的問題，為進一步深入掌握秦巴山區主要農作物養分資源管理狀況、田間管理技術提供依據，為推廣合理適時施肥、提高肥料利用率提供數據支撐。
1材料與方法
1.1研究區概況
秦巴 山 區 中 的 漢 中 盆 地，東 經106°51′~107°10′、北緯33°2′~33°22′.地形特點南低北高，內有平壩、丘陵和山地等3種地貌，平壩為漢江沖積平原的一二階梯，海拔500~600m,地勢平坦，土壤肥沃，占全市面積的34.62%;丘陵為山前洪積扇形成的寬谷淺丘地帶，海拔600~800m,地勢起伏較大，約占全市面積的28.1%;山區是秦嶺南坡形成的淺山和中山地區，地勢較為復雜，土壤貧瘠，海拔在700~2 038m,約占全市總面積的37.2%.該區屬北亞熱帶季氣侯的溫暖半濕潤氣候區。年均氣溫12~16℃,年均降雨量約700~1 800mm,其中5-10月占全年降雨量的80%.由于北有秦嶺屏障，寒流不易侵入，氣候溫和濕潤，是陜西最大的水稻、油菜種植基地。以其為調查區域研究陜西水稻、油菜肥料投入特征具有較強的代表性。
1.2調查布點方法
選取秦巴山區中主要的水稻、油菜種植區縣，漢臺區、南鄭縣、城固縣、洋縣和西鄉為調查對象，依據5個調查縣總面積、作物品種確定調查點數量及分布。確定調查點原則，首先考慮沿河地塊地形部位，其次為作物種類，最后參考第二次土壤普查采樣點位置。根據地形部位、作物種類等因素，統計各因素的點位數。當某一因素點位數過少或過多時進行調整，同時考慮點位的均勻性。
1.3調查內容與分析方法
調查分別在2012、2013和2014年1-3月進行，連續3年共調查農戶556戶，有效農戶516戶。
調查內容包括：作物品種、作物籽粒產量、施肥量、施肥時期、施肥方法、肥料種類和施肥所占總投資的份額等基本情況。
1.4化肥與有機肥養分的計算
農戶施用化肥按照調查農戶施肥包裝袋上標識的養分含量計算，有機肥養分依據調查的實際投入質量計算（調查農戶秸稈均帶出農田），其養分根據《中國有機肥料養分志》[4]和《中國有機肥料資源》[5]的參數匯總計算。
1.5數據處理與統計方法采用Excel 2007方法進行數據處理和用DPS軟件進行數據分析。
2結果
2.1肥料投入狀況
2.1.1主要農作物（水稻、油菜）氮肥投入總體特征
秦巴山區主要農作物肥料投入水平見圖1.由圖1可知，化肥氮投入水平遠高于有機肥氮的投入量。依據有關專家研究結果，對陜西油菜及水稻合適施肥量進行了分級。其具體合適施氮量油菜、水稻分別為135~180和150~180kg/hm2;合適的施磷量油菜、水稻均為60~90kg/hm2;而合適施鉀量油菜、水稻分別為50~75和75~105kg/hm2.
依此對主要農作物施肥情況調查結果分析顯示，化 肥 氮 肥 投 入 在180kg/hm2以 上 的 樣 本 為48.8%;其 中 施 氮 量 在225 kg/hm2的 樣 本 為11.6%,此樣本中平均施用量達到了351.9kg/hm2,最高施氮量高達630.0kg/hm2.不施化學氮肥現象依然存在，但所占比例甚少，僅為4.67%.有機肥投入量更少，僅有34.97%的調查農戶施有機肥，且施肥量主要集中在0~90kg/hm2.不施有機肥的農戶高達65.03%.由此可知，漢江上游主要農作物氮肥投入水平過量與不足并存，化肥氮的投入量遠高于有機肥提供的氮。
2.1.2主要農作物（水稻、油菜）磷肥投入總體特征
由圖2可知，化肥提供的有效磷養分遠高于有機肥所提高的養分磷。而有關專家對油菜水稻合適的施磷量均為60~90kg/hm2.依此判斷，結果顯示，磷肥投入量過量與不足并存。主要集中在30~90kg/hm2,占調查樣本的76.6%,其中施肥量在專家建議的合理施肥范圍樣本為40.6%;而施磷量在90kg/hm2的 樣 本 僅 為11.6%,施 磷 量 小 于30kg/hm2的樣本為20.9%,不施化學磷肥現象依然存在，其所占比例為19.2%.因調查農戶有機肥投入量很低，所以有機肥能夠提供的磷養分更少，說明調查區主要農作物磷養分主要依靠化學磷肥提供，且同時存在磷肥投入水平過量與不足并存等問題。
2.1.3主要農作物（水稻、油菜）鉀肥投入總體特征
所有肥料投入中，鉀肥投入量最低。由圖3可知，不施鉀肥現象依然嚴重。其所占比例高達50.5%.由于調查農戶有機肥投入量相對較少，絕大多數農戶幾乎不施有機肥，造成有機肥能夠提供的鉀養分量也相對較低，其有機肥提供的養分僅為6.8kg/hm2.依據有關專家建議的合適施鉀量油菜、水稻分別為50~75和75~105kg/hm2,秦巴山區主要農作物鉀肥投入量嚴重不足。幾乎均處于75kg/hm2以下，占調查樣本的98.7%.施化學鉀肥量在0~45kg/hm2樣本量為28.6%.可能由于缺乏科學的技術指導，無明確的合理施肥概念，且鉀肥價格偏高導致得不償失，加重農民負擔，挫傷農戶使用鉀肥的積極性。這就要求從事農業研究的工作者應盡快在農村普及推廣科學的施肥技術，制定合理的施肥量和施肥比例[6];另一方面，政府應采取干預化肥價格或適當提高對農戶補助等相關政策措施從而減輕農民負擔，增加農民收入。
結合圖1、2和3說明該區域主要農作物養分主要由化肥提供。其中氮、磷、鉀肥養分總投入量中，N∶P2O5∶K2O的平均值為1∶0.38∶0.20,與南方水稻生產中氮、磷、鉀肥推薦施用比例（1∶0.5∶0.7）[7]油菜推薦施肥比例（1∶0.3~0.5∶0.6~0.8）[8]相比，秦巴山區主要農作物磷肥和鉀肥所占比例偏低。尤其鉀肥投入量過低。
2.2不同作物肥料投入特點
不同作物肥料投入特點存在差異，由表1可知，油菜最大氮肥投入量為499.4kg/hm2,最小則僅為15.9kg/hm2,平均氮肥施肥量為160.2kg/hm2.且氮肥投入主要以化肥氮為主，有機氮投入量僅為6.7kg/hm2.磷肥投入量顯著低于氮肥投入量，其最大磷肥投入量為143.7kg/hm2,最小則不施磷肥，平均磷肥施肥量為51.0kg/hm2.磷肥投入基本以化肥為主，有機肥所提供的磷僅為0.8kg/hm2.
鉀肥投入特點與磷肥相似，其最大投入量為102.7kg/hm2,最小則不施肥，平均鉀肥施肥量為25.4kg/hm2.同樣投入以化肥為主，有機肥所提供的鉀為6.8kg/hm2.水稻肥料投入量較油菜投入量高，其氮肥最大投入 量 為630.0kg/hm2,平 均 投 入 量 為202.2kg/hm2,較油菜的平均施肥量高出42.0kg/hm2,而最低投入量也到達了90.0kg/hm2.同樣氮肥投入以化肥為主，有機肥提供的氮養分僅為7.6kg/hm2.
水稻磷肥投入量略高于油菜磷肥投入量，其最大磷肥投入量為185.5kg/hm2,平均磷肥施肥量為61.3kg/hm2.有機肥所提供的磷養分僅 為1.1kg/hm2.鉀肥投入特點與磷肥相似，但投入量低于磷肥，其最大投入量為127.6kg/hm2,最小則不施肥，平均鉀肥施肥量為29.3kg/hm2,顯著低于有關專家[2]建議的合理鉀肥施肥量75.0~105.0kg/hm2.所有肥料投入均以化肥為主。從連續3年調查數據不難發現，秦巴山區主要農作物肥料投入存在較大的不合理性。同時有機肥投入量太少，僅占肥料投入了的6.1%（油菜）和3.4%（水稻），比王小英等[1-2]在秦巴山區油菜和水稻中調研發現有機肥提供農田總養分的17.18%和5.5%還少。造成此現狀有兩方面的原因：一方面由于近年來調查區種植綠肥和養殖業的農戶逐漸減少，有機肥源短缺；另一方面是由于使用有機肥費工費時效果不明顯，導致農民過分依賴化肥，忽視對有機肥的利用。
2.3秦巴山區主要農作物肥料偏生產力
肥料偏生產力（PFP）是指單位投入的肥料所能生產的作物籽粒產量，即PFP=Y/F,Y為施肥后所獲得的作物產量，F代表化肥的投入量[9].對秦巴山區主要農作物連續3年化肥偏生產力的分析表明（表2），油菜氮肥（N）連續3年偏生產力平均值為14.2kg/kg,相對較為穩定，且偏生產力范圍在4.2~46.3kg/kg.水稻氮肥連續3年偏生產力平均值為49.0kg/kg,且 偏 生 產 力 范 圍 為16.2~114.0kg/kg.油菜磷肥（P2O5）連續3年偏生產力平均值為35.5kg/kg,相對較為穩定。水稻磷肥連續3年偏生產力平均值為134.2kg/kg.且年偏生產力變化范圍較大。鉀肥偏生產力顯著高于氮肥和磷肥，油菜鉀肥（K2O）連續3年偏生產力平均值為62.6kg/kg.水稻鉀肥連續3年偏生產力平均值為225.6kg/kg.從化肥偏生產力數值來看，水稻化肥偏生產力顯著高于油菜化肥偏生產力，這主要是水稻的單位產量顯著高于油菜產量所致。同時由表2可見，氮肥偏生產力相對較為穩定，且變化范圍不大。而磷肥和鉀肥偏生產力顯著高于氮肥偏生產力，且變化范圍寬泛。尤其是水稻鉀肥偏生產力變化范圍最大。
2.4秦巴山區主要農作物產量分級與施肥量分析
根據已有相關研究和調查結果將水稻、油菜產量分為5級[1-2,8-9]（表3）。秦巴山區水稻平均產量為8 424.4kg/hm2,產量在7 500~9 000kg/hm2的比例最高，占47.5%,產量高于9 000kg/hm2的比例也達到31.0%,而產量低于6 750kg/hm2的調查農戶比例為14.3%.由氮磷鉀施肥比例來看，鉀肥比例相對較低。與南方水稻生產中氮、磷、鉀肥推薦施用比例（1∶0.5∶0.7）[7]相比，水稻肥料投入中磷肥和鉀肥所占比例偏低。尤其鉀肥投入量過低。
而秦巴山區油菜平均產量為2 440.5kg/hm2,產量 在2 250~3 000kg/hm2的比例最高，占56.0%,產量高于3 000 kg/hm2的 比 例 達 到5.0%,而產量低于800kg/hm2的調查農戶比例僅0.5%.由氮磷鉀施肥投入比例看，油菜肥料投入較水稻肥料投入比例還要低。而與當前油菜生產中氮磷鉀肥推薦施用比例1∶0.3~0.5∶0.6~0.8[8]相比，油菜磷肥和鉀肥所占比例偏低。尤其鉀肥投入量過低。隨著施肥量的增多，油菜籽產量呈現逐漸增加的趨勢，說明施肥可以增加油菜籽產量，這與前人的研究結果一致[10-11].表3還反映出，在低產條件下，當氮、鉀肥施用量變化不大時，增施磷肥可顯著增加油菜產量，說明在低產田中磷元素是產量限制因子；而在高產條件下，當磷、鉀肥施用量變化不大時，增施氮肥有明顯的增產效果?？傮w上看，秦巴山區油菜種植的中產地氮、磷肥比例基本平衡，而鉀與氮、磷相比則嚴重不足。因此，建議在油菜生產中應進一步平衡氮、磷和鉀肥養分，尤其是要增施鉀肥。
3討論
3.1肥料投入
秦巴山區主要農作物化肥的投入水平遠高于有機肥的投入量。施氮量在180kg/hm2以上的樣本為48.8%,最高施氮量高達630.0kg/hm2.同時不施化學氮肥現象依然存在。水稻產量與氮肥施用量表現一定的相關關系，但隨著氮肥用量的增加，特別是在施氮量超過200kg/hm2后，增產量卻逐漸下降，油菜與水稻具有相似的結果。這與Jing等[12]研究結果一致，當施氮量超過225kg/hm2后，作物產量將不會變化。過量施氮只會使作物奢侈吸收，造成作物籽粒灌漿不充分，千粒重下降[13],而且還會滋生病蟲害，作物容易發生倒伏[14].此外，當氮肥過量施用時，作物對氮的奢侈吸收導致氮肥生理利用率急劇下降。過量施氮肥不僅不增產，反而降低了氮肥利用率，造成大量資源浪費和環境污染，無論在經濟上，還是在生態環境上都得不償失。
有關專家對油菜、水稻合適施磷量標準進行了劃分，為60~90kg/hm2.依此判斷，秦巴山區主要農作物磷肥投入量過量與不足并存。其中施肥量在專家建議的合理施肥范圍樣本為40.6%,不施化學磷肥現象依然存在，其所占比例為19.2%.王偉妮等[15-16]研究指出水稻合理增施磷肥增產9.4%~13.3%.王巧蘭等[17]指出水稻對磷肥的施用非常敏感，在一定程度上增加磷肥的施用量能明顯提高產量。
鉀肥投入現狀與磷肥有相似之處，但投入量更低，不 施 鉀 肥 現 象 依 然 嚴 重，其所占比例高 達50.5%.其中連續3年調查知水稻鉀肥平均投入量僅為29.3kg/hm2,油菜僅為25.2kg/hm2.王偉妮等[15-16]研究指出水稻合理增施鉀肥增產9.6%~12.6%.胡泓等[18]研究表明鉀肥可促進氮磷養分從水稻的莖葉部位向穗輸送，增加水稻產量。
秦巴山區主要農作物有機肥提供的養分非常有限，僅有34.97%的調查農戶施有機肥，且施肥量較少。不施有機肥的農戶高達65.03%.油菜生產種植中有 機 肥 提 供 的 氮 磷 鉀 養 分 為6.7、0.8和6.8kg/hm2,水稻生產種植中有機肥提供的氮磷鉀養分為7.6、1.1和1.5kg/hm2,遠低于應施入優質有機肥22.50kg/hm2的標準[19].王顯等[20]研究發現施用有機肥能夠促進水稻分蘗的發生，增加有效分蘗數，提高成穗率、結實率、千粒重，增加水稻產量。侯紅乾等[21]研究表明水稻有機無機肥配施比單施化肥增產幅度為3.9%~7.8%,同時具有明顯培肥地力的作用。劉杏認等[22]指出增施有機肥能顯著增加油菜生物量，提高油菜產量，而且能改變土體結構和改善油菜品質。而有機肥的投入是土壤有機質增加的唯一途徑，土壤有機質是土壤肥力的重要基礎物質，有機肥中不僅含有植物所必需的大量和微量元素，還含有豐富的有機養分，如蛋白質、氨基酸、纖維素等，肥效持久，能促進土壤中微生物的繁殖，改善土壤理化性狀，從而提高土壤肥力[23].
因此，秦巴山區主要農作物施肥中應注重增施有機肥，尤其是強調有機無機配合施用由氮磷鉀施肥比例來看，秦巴山區主要農作物鉀肥投入比例相對較低。與南方水稻生產中氮、磷、鉀肥推薦施用比例（1.0∶0.5∶0.7）[7]相比，水稻肥料投入中磷肥和鉀肥所占比例偏低。而與湖北油菜肥料 （化肥和有機肥）投入中的N∶P2O5∶K2O的平均比例1.00∶0.36∶0.29及當前油菜生產中氮磷鉀肥推薦的施用比例1.0∶0.3~0.5∶0.6~0.8[8]相比，秦巴山區油菜磷肥和鉀肥所占比例偏低。尤其鉀肥投入量過低。
3.2肥料偏生產力對秦巴山區主要農作物連續3年化肥偏生產力分析 顯 示，油 菜 氮 肥 偏 生 產 力 平 均 值 為14.2kg/kg;水 稻 平 均 值 為49.0 kg/kg. 油 菜 磷 肥（P2O5）偏生產力平均值為35.5kg/kg;水稻平均值為134.2kg/kg.油菜鉀肥（K2O）偏生產力平均值為62.5kg/kg;水稻鉀肥平均值為225.6kg/kg.
張福鎖等[9]等認為，肥料偏生產力是比較適合我國目前土壤和環境養分供應量大、化肥增產效益下降的現實，是評價肥料效應的適宜指標，且調查研究表明我國水稻N、P2O5和K2O的偏生產力平均值分別為54.2、98.9和98.5kg/kg,而本研究化肥水稻偏生產力中氮肥偏生產力低于全國平均值。磷鉀肥則明顯高于全國平均水平，這是該區域磷鉀肥施用量低于全國平均值所致。
4結論
秦巴山區油菜平均產量為2 440.5kg/hm2.其氮肥平均投入量為160.2kg/hm2.且氮肥投入主要 以 化 肥 氮 為 主，有 機 氮 投 入 量 僅 為6.7kg/hm2.平均磷肥施肥量為51.0kg/hm2;有機肥所提供的磷僅為0.8kg/hm2.平均鉀肥施肥量為25.4kg/hm2.
秦巴山區水稻平均產量為8 424.4kg/hm2.水稻肥料投入量較油菜高，平均氮肥投入量為202.2kg/hm2.氮肥投入以化肥為主，有機肥提供的氮養分僅 為7.6kg/hm2.磷 肥 平 均 投 入 量 為61.3kg/hm2.有機肥所提供的磷養分僅為1.1kg/hm2.平均鉀肥施肥量為29.3kg/hm2.主要農作物其氮、磷、鉀肥養分總投入量中，N∶P2O5∶K2O的平均比例為1∶0.38∶0.20.
